Descubren el origen de una misteriosa señal de radio que recorrió 200 millones de años luz hasta llegar a la Tierra

En 2022, los astrónomos detectaron una misteriosa ráfaga de radio proveniente del espacio, que se originó en el intenso campo magnético de una estrella de neutrones ultradensa ubicada a 200 millones de años luz de distancia.

Estas breves pero potentes explosiones, conocidas como ráfagas rápidas de radio (FRB), tienen una duración de apenas una milésima de segundo, pero generan una energía tan inmensa que pueden eclipsar a galaxias enteras.

Desde el descubrimiento de la primera FRB en 2007, se han registrado miles de estas señales cósmicas, aunque el mecanismo exacto que las produce sigue siendo un enigma para los científicos.

En un reciente estudio, publicado la semana pasada en la revista Nature, se abordó el caso de la ráfaga de radio FRB 20221022A, identificada en 2022, para tratar de esclarecer su origen.

Un grupo de investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) estudió la intensidad de esta señal y determinó que su origen más probable se encuentra en la magnetosfera de una estrella de neutrones, una región de intensa actividad magnética que la envuelve.

Estos hallazgos representan la primera evidencia concluyente de que las ráfagas rápidas de radio (FRB) pueden tener su origen en las magnetosferas de estrellas de neutrones ultracompactas.

“En estos entornos, los campos magnéticos alcanzan límites extremos, casi al máximo de lo que el universo puede generar”, explicó Kenzie Nimmo, autora principal del estudio.

Según investigaciones anteriores, la proximidad a un magnetar, una estrella de neutrones con un campo magnético excepcionalmente intenso, haría que los átomos se desintegraran con facilidad.

Nimmo explicó que durante mucho tiempo se debatió si una emisión de radio tan intensa podría escapar del plasma extremo que rodea a los magnetares.

Sin embargo, destacó que el estudio reveló algo emocionante: la energía almacenada en los poderosos campos magnéticos de estas estrellas se reorganiza de manera tan peculiar que logra liberarse como ondas de radio. “Es fascinante pensar que estas señales pueden viajar a través del universo y llegar hasta nosotros”, añadió con entusiasmo.

Los nuevos hallazgos ofrecen pistas más claras sobre la física detrás de las ráfagas rápidas de radio (FRB), un fenómeno que hasta ahora seguía envuelto en misterio.

Mientras algunas teorías apuntan a que estas ráfagas se originan en las magnetosferas de objetos cósmicos ultracompactos, otras las atribuyen a ondas de choque generadas por el objeto central.

En este último estudio, los investigadores analizaron el fenómeno de centelleo, que ocurre cuando la luz de una pequeña fuente brillante, como una estrella de neutrones, atraviesa un medio interestelar, como el gas de una galaxia.

La luz se curva de manera que, para un observador distante, la estrella parece titilar. Mientras más lejano esté el objeto, más pequeño se percibe y mayor es su efecto de titilación.

En estudios previos, los científicos exploraron si el grado de centelleo de una FRB podía ser una pista clave para determinar el tamaño de la región donde se originó la señal de radio.

Cuanto más pequeña sea la región de emisión, mayor es la probabilidad de que la FRB tenga su origen cerca de la superficie de la estrella.

Cuando se detectó en 2022, la señal luminosa de FRB 20221022A tuvo una duración de apenas dos milisegundos y presentó una característica notable: estaba altamente polarizada y su ángulo de polarización dibujaba una curva suave en forma de S.

Este detalle fue clave para concluir que la región de emisión de la FRB estaba girando, una propiedad típica de las estrellas de neutrones altamente magnetizadas y en rotación, conocidas como púlsares.

Los investigadores determinaron que la ráfaga de radio se originó en una región extremadamente pequeña, a unos 10.000 kilómetros de la superficie de la estrella de neutrones.

“Esa distancia es incluso menor que la que hay entre Nueva York y Singapur”, comentaron los científicos.

Kiyoshi Masui, uno de los autores del estudio, explicó que este logro equivale a “medir el ancho de una hélice de ADN, de apenas 2 nanómetros, en la superficie de la Luna”.

Por primera vez, se obtiene evidencia de que las ráfagas rápidas de radio pueden nacer en los entornos magnéticos altamente caóticos de una estrella de neutrones.

Traducción de Leticia Zampedri